KR20160137871A - Liquid crystal display and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

A liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a thin film transistor disposed on the substrate, a pixel electrode positioned on the thin film transistor, a roof layer facing the pixel electrode, a liquid crystal layer which is formed of a plurality of micro spaces including liquid crystal molecules and a reactive mesogen between the pixel electrode and the roof layer. The liquid crystal molecules have a pretilt by a bump formed in the micro spaces adjacent to the pixel electrode. So, processes can be simplified and alignment properties can be improved.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a liquid crystal display (LCD)

본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal display and a method of manufacturing the same.

액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다.The liquid crystal display device is one of the most widely used flat panel display devices and is composed of two display panels having an electric field generating electrode such as a pixel electrode and a common electrode and a liquid crystal layer interposed therebetween.

전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.A voltage is applied to the electric field generating electrode to generate an electric field in the liquid crystal layer, thereby determining the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer and controlling the polarization of the incident light to display an image.

액정 표시 장치 가운데 하나로써 복수의 캐비티(cavity)를 형성하고, 여기에 액정을 채워 디스플레이를 구현하는 기술이 개발되고 있다. 이 기술은 하판 위에 상판을 형성하는 것 대신에 유기 물질 등으로 희생층을 형성하고 상부에 지지 부재를 형성한 후에 희생층을 제거하고 희생층 제거로 형성된 빈 공간에 해 액정을 채워 디스플레이를 만드는 장치이다.A technique has been developed in which a plurality of cavities are formed as one of the liquid crystal display devices and liquid crystal is filled therein to realize a display. In this technique, a sacrificial layer is formed by an organic material or the like instead of forming an upper plate on a lower plate, a support member is formed on the upper part, a sacrificial layer is removed, to be.

이러한 액정 표시 장치는 복수의 캐비티 안에 배향 물질을 주입해야 하기 때문에 두 장의 표시판으로 이루어진 표시 장치에 대비하여 배향막을 형성하는 공정이 용이하지 않다. Since the liquid crystal display device has to inject alignment material into a plurality of cavities, it is not easy to form an alignment film in comparison with a display device composed of two display panels.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 공정을 단순화하고 배향 특성을 개선한 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same that simplify a process and improve alignment characteristics.

이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주보는 루프층 그리고 상기 화소 전극과 상기 루프층 사이에 액정 분자 및 반응성 메소겐을 포함하는 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고, 상기 화소 전극에 인접한 상기 미세 공간 영역에 형성된 돌기(bump)에 의해 상기 액정 분자가 선경사각을 갖는다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a substrate, a thin film transistor disposed on the substrate, a pixel electrode disposed on the thin film transistor, a loop layer facing the pixel electrode, And a liquid crystal layer formed of a plurality of micro-spaces including liquid crystal molecules and a reactive mesogen between the loop layers, wherein the liquid crystal molecules have a pre-scan square by a bump formed in the micro-spatial region adjacent to the pixel electrode .

상기 돌기는 상기 액정층에 포함된 반응성 메소겐이 중합되어 형성된 배향 중합체를 포함할 수 있다. The protrusions may include an oriented polymer formed by polymerization of a reactive mesogen contained in the liquid crystal layer.

상기 미세 공간과 상기 루프층 사이에 위치하는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 미세 공간 내에서 서로 마주보는 상기 화소 전극의 윗면 및 상기 공통 전극의 아랫면에 상기 돌기가 위치할 수 있다. And a common electrode disposed between the micro space and the loop layer. The protrusion may be located on the upper surface of the pixel electrode facing the first electrode and the lower surface of the common electrode in the micro space.

상기 공통 전극과 상기 루프층 사이에 위치하는 하부 절연층을 더 포함할 수 있다. And a lower insulating layer disposed between the common electrode and the loop layer.

상기 돌기는 하기 화학식 1-1 내지 1-14로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물이 UV에 의해 중합된 중합체를 포함할 수 있다. The projections may include a polymer in which at least one compound selected from the group consisting of the following Formulas 1-1 to 1-14 is polymerized by UV.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00008
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
Figure pat00012

Figure pat00013
Figure pat00013

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 화학식 1-1 내지 1-14에서,In the above Formulas 1-1 to 1-14,

상기 n은 1 내지 20 이고, Wherein n is from 1 to 20,

상기 X는 H, CH3, (CH2)nCH3, F, Br, I, OH, C3H7, NH2, CN로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, Wherein X is one selected from the group consisting of H, CH 3 , (CH 2 ) n CH 3 , F, Br, I, OH, C 3 H 7 , NH 2 ,

상기 R은 Wherein R is

Figure pat00015
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
Figure pat00015
≪ / RTI >

상기 돌기는 하기 화학식 2-1 내지 2-17으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물이 UV에 의해 중합된 중합체를 포함할 수 있다. The projections may include a polymer in which at least one compound selected from the group consisting of the following Formulas (2-1) to (2-17) is polymerized by UV.

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상기 화학식 2-1 내지 2-17에서, In the above Formulas 2-1 to 2-17,

상기 n은 1 내지 20이고, Wherein n is from 1 to 20,

상기 X는 H, F, Cl, Br, I, NH2, OH로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,X is one selected from the group consisting of H, F, Cl, Br, I, NH 2 , and OH,

상기 R은 Wherein R is

Figure pat00033
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
Figure pat00033
≪ / RTI >

상기 액정층 내의 반응성 메소겐 함량은 150 ppm 미만일 수 있다. The reactive mesogen content in the liquid crystal layer may be less than 150 ppm.

상기 미세 공간 안에 배향막이 존재하지 않을 수 있다. An alignment layer may not be present in the micro space.

상기 액정층은 1도 내지 2도의 선경사가 형성되어 있을 수 있다. The liquid crystal layer may be formed with a pre-warp yarn of 1 degree to 2 degrees.

상기 루프층 위에 위치하는 캐핑층을 더 포함하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 트렌치가 형성되어 있고, 상기 캐핑층은 상기 트렌치를 덮을 수 있다. Further comprising a capping layer overlying the loop layer, wherein a trench is formed between the plurality of microspaces, the capping layer covering the trench.

상기 돌기는 상기 화소 전극 표면 바로 위에 위치할 수 있다. The protrusion may be positioned directly above the pixel electrode surface.

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터와 연결되도록 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 위에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층 위에 루프층을 형성하는 단계, 상기 희생층을 제거하여 복수의 미세 공간(Microcavity)을 형성하는 단계, 상기 미세 공간에 액정 분자와 반응성 메소겐의 혼합물을 주입하는 단계, 상기 액정 분자와 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 상기 화소 전극에 인접한 상기 미세 공간 영역에 돌기를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물을 주입하는 단계는 상기 미세 공간과 마주보는 상기 화소 전극의 표면이 노출된 상태에서 수행할 수 있다. A method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention includes forming a thin film transistor on a substrate, forming a pixel electrode to be connected to the thin film transistor, forming a sacrificial layer on the pixel electrode, Forming a plurality of microcavities by removing the sacrificial layer; injecting a mixture of liquid crystal molecules and reactive mesogens into the microcavity; and injecting a mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen Forming a protrusion in the micro-space region adjacent to the pixel electrode by irradiating ultraviolet light to the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen, wherein the step of injecting the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen comprises: Can be performed with the surface of the substrate exposed.

상기 액정과 반응성 메소겐의 혼합물에서 반응성 메소겐의 함량은 2000 ppm 내지 10000 ppm 사이일 수 있다. The content of reactive mesogens in the mixture of liquid crystal and reactive mesogen may be between 2000 ppm and 10000 ppm.

상기 반응성 메소겐은 화학식 1-1 내지 1-14로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The reactive mesogen may include at least one of the compounds represented by Formulas 1-1 to 1-14.

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상기 화학식 1-1 내지 1-14에서,In the above Formulas 1-1 to 1-14,

상기 n은 1 내지 20 이고, Wherein n is from 1 to 20,

상기 X는 H, CH3, (CH2)nCH3, F, Br, I, OH, C3H7, NH2, CN로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고, Wherein X is one selected from the group consisting of H, CH 3 , (CH 2 ) n CH 3 , F, Br, I, OH, C 3 H 7 , NH 2 ,

상기 R은 Wherein R is

Figure pat00048
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
Figure pat00048
≪ / RTI >

상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 2-1 내지 2-17로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The reactive mesogen may include at least one of the compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-17).

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상기 화학식 2-1 내지 2-17에서, In the above Formulas 2-1 to 2-17,

상기 n은 1 내지 20이고, Wherein n is from 1 to 20,

상기 X는 H, F, Cl, Br, I, NH2, OH로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,X is one selected from the group consisting of H, F, Cl, Br, I, NH 2 , and OH,

상기 R은 Wherein R is

Figure pat00066
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.
Figure pat00066
≪ / RTI >

상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 상기 돌기를 형성하는 단계는, 무전계 상태에서 1차로 자외선을 조사하는 단계, 및 전계 상태에서 2차로 자외선을 조사하여 선경사를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. The step of irradiating ultraviolet light to the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen to form the protrusions may include irradiating ultraviolet rays in a non-electric field state firstly, and irradiating second ultraviolet rays in an electric field state to form a line inclination Step < / RTI >

상기 전계 상태에서 2차로 자외선을 조사하여 선경사를 형성하는 단계 이후, 형광 UV를 조사하여 상기 미세 공간에 남아 있는 미반응 반응성 메소겐를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. The step of irradiating the ultraviolet rays in the electric field state to form a line inclination may further include a step of irradiating the fluorescent UV to remove unreacted reactive mesogens remaining in the microspace.

상기 전계 상태에서 2차로 자외선을 조사하여 선경사를 형성하는 단계 이후 형성되는 선경사는 1도 내지 2도일 수 있다. The pre-warp yarn formed after the step of forming the line warp by irradiating the ultraviolet ray in the second electric field in the electric field state may be 1 degree to 2 degrees.

상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 돌기를 형성하는 단계 이후 액정층 내의 잔여 반응성 메소겐의 함량은 150 ppm 미만일 수 있다. The residual reactive mesogen content in the liquid crystal layer may be less than 150 ppm after the step of irradiating ultraviolet light to the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen to form the protrusions.

상기 미세 공간에 상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물을 주입하는 단계와 상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 돌기를 형성하는 단계 사이에, 상기 루프층 위에 캐핑층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. A step of injecting a mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen into the micro space and a step of forming a projection by irradiating a mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen with ultraviolet rays to form a capping layer on the loop layer The method comprising the steps of:

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 종래의 배향막을 형성하는 방법 대신 반응성 메소겐을 사용하여 액정 분자의 수직 배향을 유도함으로써 공정을 축소하고 재료비를 절감하며, 동등 또는 그 이상 수준의 수직 배향력을 확보할 수 있다. As described above, the liquid crystal display according to an embodiment of the present invention can reduce the process, reduce the material cost, induce the vertical alignment of the liquid crystal molecules by using the reactive mesogen in place of the conventional method of forming the alignment film, Level vertical orientation force can be secured.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시부의 표시 패널을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 공정 단면도이다.
도 10은 반응성 메소겐을 포함하는 액정층에 UV를 조사하여 돌기를 형성하는 공정을 간략하게 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 이미지이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치에 형성된 돌기의 표면 이미지이다.1 is a plan view showing a display panel of a display unit according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 to 9 are process sectional views of a display device according to an embodiment of the present invention.
10 is a schematic view showing a process of forming a protrusion by irradiating a liquid crystal layer containing a reactive mesogen with UV light.
11 is an image of a display device according to an embodiment of the present invention.
12 is a surface image of a protrusion formed on a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. Like parts are designated with like reference numerals throughout the specification. It will be understood that when an element such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the element directly over another element, Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.

이제 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a display device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시부의 표시 패널을 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 절단선 II-II를 따라 자른 단면도이다. 도 3은 도 1의 절단선 III-III을 따라 자른 단면도이다. 1 is a plan view showing a display panel of a display unit according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 기판(110) 위에 게이트선(121) 및 유지 전극선(131)이 형성되어 있다. 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다. 유지 전극선(131)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 게이트선(121a)과 실질적으로 수직하게 뻗은 한 쌍의 세로부(135a) 및 한 쌍의 세로부(135a)의 끝을 서로 연결하는 가로부(135b)를 포함한다. 유지 전극(135a, 135b)은 화소 전극(191)을 둘러싸는 구조를 가질 수 있다. 1 to 3, gate lines 121 and sustain electrode lines 131 are formed on a substrate 110 made of transparent glass or plastic. The gate line 121 includes a gate electrode 124. The sustain electrode line 131 extends mainly in the lateral direction and transmits a predetermined voltage such as the common voltage Vcom. The sustain electrode line 131 includes a pair of vertical portions 135a extending substantially perpendicular to the gate line 121a and a horizontal portion 135b connecting ends of the pair of vertical portions 135a. The sustain electrodes 135a and 135b may have a structure that surrounds the pixel electrode 191. [

게이트선(121) 및 유지 전극선(131) 위에 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체층(151), 소스/드레인 전극의 하부 및 박막 트랜지스터(Q)의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 형성되어 있다.A gate insulating film 140 is formed on the gate line 121 and the storage electrode line 131. A semiconductor layer 151 located under the data line 171, a lower portion of the source / drain electrode and a semiconductor layer 154 located in the channel portion of the thin film transistor Q are formed on the gate insulating layer 140.

각 반도체층(151, 154) 위이며, 데이터선(171), 소스/드레인 전극의 사이에는 복수의 저항성 접촉 부재가 형성되어 있을 수 있는데, 도면에서는 생략되어 있다.A plurality of resistive contact members may be formed on the semiconductor layers 151 and 154 and between the data line 171 and the source / drain electrodes, which are not shown in the drawings.

각 반도체층(151, 154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 연결되는 데이터선(171), 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 형성되어 있다. Data conductors 171 and 173 including a data line 171 and a drain electrode 175 connected to the source electrode 173 and the source electrode 173 are formed on the semiconductor layers 151 and 154 and the gate insulating film 140, And 175 are formed.

게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(Q)를 형성하며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층 부분(154)에 형성된다. The gate electrode 124, the source electrode 173 and the drain electrode 175 together with the semiconductor layer 154 form a thin film transistor Q. The channel of the thin film transistor Q is connected to the source electrode 173 And the drain electrode 175, as shown in FIG.

데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 층간 절연막(180a)이 형성되어 있다. 제1 층간 절연막(180a)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.A first interlayer insulating film 180a is formed on the portions of the data conductors 171, 173, and 175 and the exposed semiconductor layer 154. The first interlayer insulating film 180a may include an inorganic insulating material or an organic insulating material such as silicon nitride (SiNx) and silicon oxide (SiOx).

제1 층간 절연막(180a) 위에는 색필터(230) 및 차광 부재(220a, 220b)가 형성되어 있다.A color filter 230 and light shielding members 220a and 220b are formed on the first interlayer insulating film 180a.

먼저, 차광 부재(220a, 220b)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 이루어져 있으며, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 차광 부재(220a, 220b)의 개구부에는 색필터(230)가 형성되어 있다. 차광 부재는 게이트선(121)과 평행한 방향을 따라 형성된 가로 차광 부재(220a)와 데이트선(171)과 평행한 방향을 따라 형성된 세로 차광 부재(220b)를 포함한다. 다만, 세로 차광 부재(220b)는 생략될 수도 있다. First, the light shielding members 220a and 220b are formed in a lattice structure having an opening corresponding to an area for displaying an image, and are formed of a material that can not transmit light. A color filter 230 is formed in the opening portions of the light shielding members 220a and 220b. The light shielding member includes a horizontal shielding member 220a formed along a direction parallel to the gate line 121 and a vertical shielding member 220b formed along a direction parallel to the date line 171. [ However, the vertical shielding member 220b may be omitted.

색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 하지만, 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다. 색필터(230)는 인접하는 화소마다 서로 다른 색을 표시하는 물질로 형성되어 있을 수 있다.The color filter 230 may display one of the primary colors, such as the three primary colors of red, green, and blue. However, it is not limited to the three primary colors of red, green, and blue, and one of cyan, magenta, yellow, and white colors may be displayed. The color filter 230 may be formed of a material that displays different colors for adjacent pixels.

색필터(230) 및 차광 부재(220a, 220b)의 위에는 이를 덮는 제2 층간 절연막(180b)이 형성되어 있다. 제2 층간 절연막(180b)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 도 2의 단면도에서 도시된 바와 달리 색필터(230)와 차광 부재(220a, 220b)의 두께 차이로 인하여 단차가 발생된 경우에는 제2 층간 절연막(180b)을 유기 절연물을 포함하도록 하여 단차를 줄이거나 제거할 수 있다.A second interlayer insulating film 180b is formed on the color filters 230 and the light shielding members 220a and 220b. The second interlayer insulating film 180b may include an inorganic insulating material or an organic insulating material such as silicon nitride (SiNx) and silicon oxide (SiOx). 2, when a step is generated due to a difference in thickness between the color filter 230 and the light shielding members 220a and 220b, the second interlayer insulating film 180b may include organic insulating material to reduce steps You can remove it.

색필터(230), 차광 부재(220a, 220b) 및 층간 절연막(180a, 180b)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다. The contact hole 185 for exposing the drain electrode 175 is formed in the color filter 230, the light shielding members 220a and 220b and the interlayer insulating films 180a and 180b.

제2 층간 절연막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. A pixel electrode 191 is formed on the second interlayer insulating film 180b.

화소 전극(191)은 전체적인 모양이 사각형이며 가로 줄기부(191a) 및 이와 교차하는 세로 줄기부(191b)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한 가로 줄기부(191a)와 세로 줄기부(191b)에 의해 네 개의 부영역으로 나뉘어지며 각 부영역은 복수의 미세 가지부(191c)를 포함한다. 또한, 본 실시예에서 화소 전극(191)의 외곽을 둘러싸는 외곽 줄기부를 더 포함할 수 있다.The pixel electrode 191 has a rectangular cross-section including a transverse trunk 191a and an intersecting trunk 191b. And is divided into four subregions by the transverse stripe portion 191a and the vertical stripe portion 191b, and each subregion includes a plurality of fine edge portions 191c. Further, in this embodiment, the pixel electrode 191 may further include an outer trunk portion surrounding the outer perimeter of the pixel electrode 191.

화소 전극(191)의 미세 가지부(191c)는 게이트선(121) 또는 가로 줄기부와 대략 40도 내지 45도의 각을 이룬다. 또한, 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부는 서로 직교할 수 있다. 또한, 미세 가지부의 폭은 점진적으로 넓어지거나 미세 가지부(191c)간의 간격이 다를 수 있다.The fine branch portions 191c of the pixel electrode 191 form an angle of approximately 40 to 45 degrees with the gate line 121 or the horizontal stripe portion. Further, the fine branches of neighboring two subregions may be orthogonal to each other. Further, the width of the fine branch portions may gradually increase or the intervals between the fine branch portions 191c may be different.

화소 전극(191)은 세로 줄기부(191b)의 하단에서 연결되고, 세로 줄기부(191b)보다 넓은 면적을 갖는 연장부(197)를 포함하고, 연장부(197)에서 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. The pixel electrode 191 is connected at the lower end of the vertical stripe portion 191b and includes an extended portion 197 having a larger area than the vertical stripe portion 191b and the contact hole 185 at the extended portion 197 And a drain voltage is applied from the drain electrode 175. The drain electrode 175 and the drain electrode 175 are electrically connected to each other.

지금까지 설명한 박막 트랜지스터(Q) 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 측면 시인성을 향상시키기 위해 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인을 변형할 수 있다.The description of the thin film transistor Q and the pixel electrode 191 described above is one example, and the thin film transistor structure and the pixel electrode design can be modified to improve the side viewability.

화소 전극(191) 표면 위에는 돌기(50)가 형성되어 있다. 이러한 돌기(50)는 액정층을 형성하는 액정 분자(310)와 혼합되어 있던 반응성 메소겐이 UV(Ultraviolet Ray) 조사에 의해 형성된 배향 중합체를 포함한다. 돌기(50)는 수직 배향기를 갖는 폴리이미드를 도포하여 형성된 수직 배향막처럼 기능하여 액정 분자(310)의 수직 배향을 유도한다. 돌기(50)의 구체적인 물질, 구조 및 효과에 대하여는 후술한다. On the surface of the pixel electrode 191, a projection 50 is formed. The protrusion 50 includes an oriented polymer formed by UV (Ultraviolet Ray) irradiation of the reactive mesogen mixed with the liquid crystal molecules 310 forming the liquid crystal layer. The protrusion 50 functions as a vertical alignment film formed by applying a polyimide having a vertical orientation to induce the vertical alignment of the liquid crystal molecules 310. The specific materials, structures and effects of the projections 50 will be described later.

이러한 돌기(50)는 화소 전극(191)과 마주보는 공통 전극(270) 아래에도 형성되어 있고, 이렇게 마주보게 형성된 돌기(50) 사이에는 미세 공간(305)이 형성되어 있다. The protrusion 50 is also formed under the common electrode 270 facing the pixel electrode 191. A micro space 305 is formed between the protrusions 50 facing each other.

도 3을 참고하면 돌기(50)는 미세 공간의 측벽에도 형성되어 미세 공간 내부에서 전체적으로 연결되어 있을 수 있다. Referring to FIG. 3, the protrusions 50 may be formed on the side walls of the micro space and may be entirely connected to each other inside the micro space.

미세 공간(305)에는 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질이 주입되어 있고, 미세 공간(305)은 입구부(307)를 갖는다. 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향 다시 말해 세로 방향을 따라 형성될 수 있다. 본 실시예에서 돌기(50)를 형성하는 반응성 메소겐과 액정 분자(310)를 포함하는 액정 물질은 모관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(305)에 주입될 수 있다.A liquid crystal material including the liquid crystal molecules 310 is injected into the fine space 305, and the fine space 305 has an inlet portion 307. The fine space 305 may be formed along the column direction, that is, along the longitudinal direction of the pixel electrode 191. In this embodiment, the liquid crystal material including the reactive mesogens and the liquid crystal molecules 310 forming the protrusions 50 may be injected into the micro space 305 using a capillary force.

미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 부분에 위치하는 복수의 트렌치(307FP)에 의해 세로 방향으로 나누어지며, 또한 게이트선(121)이 뻗어 있는 방향을 따라 복수개 형성되어 있다. 복수개 형성된 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응할 수 있다.The fine space 305 is vertically divided by a plurality of trenches 307FP located at a portion overlapping the gate line 121 and is formed in a plurality of directions along the direction in which the gate lines 121 extend. Each of the plurality of fine spaces 305 may correspond to one or more pixel regions, and the pixel region may correspond to an area for displaying a screen.

화소 전극과 마주보는 위치에 형성된 돌기(50) 위에는 공통 전극(270), 하부 절연층(350)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받고, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성하여 두 전극 사이의 미세 공간(305)에 위치하는 액정 분자(310)가 기울어지는 방향을 결정한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 하부 절연층(350)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다.The common electrode 270 and the lower insulating layer 350 are located on the protrusion 50 formed at a position facing the pixel electrode. The common electrode 270 receives a common voltage and generates an electric field together with the pixel electrode 191 to which the data voltage is applied to generate a direction in which the liquid crystal molecules 310 located in the fine space 305 between the two electrodes are tilted . The common electrode 270 and the pixel electrode 191 form a capacitor to maintain the applied voltage even after the TFT is turned off. The lower insulating layer 350 may be formed of silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiO2).

본 실시예에서는 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 위에 형성되는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 하부에 형성되어 수평 전계 모드에 따른 액정 구동도 가능하다.In this embodiment, the common electrode 270 is formed on the fine space 305. However, in another embodiment, the common electrode 270 may be formed under the fine space 305 to drive the liquid crystal in accordance with the horizontal electric field mode Do.

하부 절연층(350) 위에 루프층(Roof Layer; 360)이 위치한다. 루프층(360)은 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 사이 공간인 미세 공간(305)이 그 모양을 유지할 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 루프층(360)은 포토 레지스트 또는 그 밖의 유기 물질을 포함할 수 있다.A roof layer 360 is disposed on the lower insulating layer 350. The loop layer 360 supports the fine space 305, which is a space between the pixel electrode 191 and the common electrode 270, to maintain its shape. The loop layer 360 may comprise a photoresist or other organic material.

루프층(360) 위에 상부 절연층(370)이 위치한다. 상부 절연층(370)은 루프층(360)의 상부면과 접촉할 수 있다. 상부 절연층(370)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2)로 형성될 수 있다. An upper insulating layer 370 is located on the loop layer 360. The upper insulating layer 370 may contact the upper surface of the loop layer 360. The upper insulating layer 370 may be formed of silicon nitride (SiNx) or silicon oxide (SiO2).

상부 절연층(370) 위에 캐핑층(390)이 위치한다. 본 실시예에서 캐핑층(390)은 트렌치(307FP)을 채우면서 트렌치(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 입구부(307)를 덮는다. 캐핑층(390)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다.A capping layer 390 is located on the upper insulating layer 370. In this embodiment, the capping layer 390 covers the entrance 307 of the microspace 305 exposed by the trench 307FP while filling the trench 307FP. The capping layer 390 comprises an organic or inorganic material.

본 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이, 가로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 격벽부(PWP)가 형성되어 있다. 격벽부(PWP)는 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향을 따라 형성될 수 있고, 루프층(360)에 의해 덮일 수 있다. 격벽부(PWP)에는 하부 절연층(350), 공통 전극(270), 상부 절연층(370) 및 루프층(360)이 채워져 있는데 이러한 구조물이 격벽(Partition Wall)을 형성함으로써 미세 공간(305)을 구획 또는 정의할 수 있다. 본 실시예에서는 미세 공간(305)사이에 격벽부(PWP)와 같은 격벽 구조가 있기 때문에 절연 기판(110)이 휘더라도 발생하는 스트레스가 적고, 셀 갭(Cell Gap)이 변경되는 정도가 훨씬 감소할 수 있다.In this embodiment, as shown in Fig. 3, partition walls PWP are formed between the adjacent fine spaces 305 in the transverse direction. The partition wall portion PWP may be formed along the direction in which the data line 171 extends and may be covered by the loop layer 360. [ The partition wall PWP is filled with a lower insulating layer 350, a common electrode 270, an upper insulating layer 370 and a loop layer 360. Such a structure forms a partition wall, Can be defined or defined. In this embodiment, since there is a barrier structure like the partition wall PWP between the fine spaces 305, the stress generated even when the insulating substrate 110 is warped is small, and the degree of change of the cell gap is greatly reduced can do.

도시는 생략하였으나, 표시 패널의 상하부 면에는 편광판이 더 형성될 수 있다. 편광판은 제1 편광판 및 제2 편광판으로 이루어질 수 있다. 제1 편광판은 기판(110)의 하부 면에 부착되고, 제2 편광판은 캐핑층(390) 위에 부착될 수 있다.Although illustration is omitted, a polarizing plate may be further formed on the upper and lower surfaces of the display panel. The polarizing plate may comprise a first polarizing plate and a second polarizing plate. The first polarizing plate may be attached to the lower surface of the substrate 110, and the second polarizing plate may be attached onto the capping layer 390.

그러면 본 실시예의 미세 공간 내부에 형성되는 돌기(50)에 대하여 보다 상세히 설명한다. The protrusions 50 formed in the micro-space of the present embodiment will now be described in more detail.

기존의 미세 공간 구조를 갖는 액정 표시 장치의 경우, 수직 배향막 확보를 위하여 측쇄에 수직 배향기를 갖는 배향 물질을 도포하고 소성하여 배향막을 제조하였다. 그러나 미세 공간 내에 배향막을 도포하는 공정이 용이하지 않기 때문에, 저점도의 배향막을 사용하여야 했다. 따라서 배향막의 두께가 10 nm 이하로 형성되었으며, 이로 인해 수직 배향력이 떨어지는 문제점이 있었다. 또한 미세 공간 내부에 배향막이 균일하게 도포되기 어려운 문제점이 있었다.In the case of a liquid crystal display device having a conventional micro space structure, an orientation film having a vertical orientation was coated on the side chains and fired to prepare an orientation film. However, since the process of applying the alignment film in the fine space is not easy, an alignment film having a low viscosity has to be used. Therefore, the thickness of the alignment layer is less than 10 nm, which causes a problem of lowering the vertical alignment. In addition, there is a problem that the alignment layer is difficult to be uniformly applied in the fine space.

그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 경우 기존의 배향막을 형성하는 방법 대신 액정 분자에 혼합된 반응성 메소겐을 UV 조사함으로써 돌기를 형성하고, 돌기를 사용하여 액정 분자를 배향할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하였다. 즉, 배향 물질을 도포 및 소성하는 대신에, 후술하는 반응성 메소겐을 중합하여 돌기를 미세 공간 내부에 형성하고, 이러한 돌기를 이용하여 액정의 수직 배향력을 유도하였다.However, in the case of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, instead of the conventional method of forming an alignment film, protrusions may be formed by UV irradiation of reactive mesogens mixed in liquid crystal molecules, and liquid crystal molecules may be aligned by using protrusions . Accordingly, the above-mentioned problems are solved. That is, instead of applying and firing the alignment material, a reactive mesogen, which will be described later, is polymerized to form protrusions inside the microspace, and the vertical orientation force of the liquid crystal is induced by using these protrusions.

이러한 돌기는 반응성 메소겐과 액정 분자의 혼합물을 미세 공간에 주입한 후, UV 등을 조사하여 반응성 메소겐을 중합시키는 방법으로 형성될 수 있다. These projections may be formed by injecting a mixture of a reactive mesogen and liquid crystal molecules into a microspace, and then irradiating UV light or the like to polymerize the reactive mesogen.

이때 본 발명의 일실시예 따른 반응성 메소겐은 하기 화학식 1-1 내지 1-14로 표현되는 화합물 중 적어도 하나일 수 있다.At this time, the reactive mesogen according to an embodiment of the present invention may be at least one of the compounds represented by the following general formulas 1-1 to 1-14.

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이때 상기 화학식 1-1 내지 1-14에서 상기 n은 1 내지 20 이고, 상기 X는 H, CH3, (CH2)nCH3, F, Br, I, OH, C3H7, NH2, 및 CN 중에서 선택되는 하나일 수 있다.Wherein wherein n is from 1 to 20 in Formula 1-1 to 1-14, wherein X is H, CH 3, (CH 2) n CH 3, F, Br, I, OH, C 3 H 7, NH 2 , And CN.

또한 상기 R은 Also,

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로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. 상기
Figure pat00082
에서 n은 1 내지 20 사이일 수 있다.
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≪ / RTI > remind
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N may be between 1 and 20.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 반응성 메소겐은 하기 화학식 2-1 내지 2-17로 표현되는 화합물들 중 적어도 하나일 수 있다.Also, the reactive mesogen according to an embodiment of the present invention may be at least one of the compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-17).

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이때 상기 화학식 2-1 내지 2-17에서, 상기 n은 1 내지 20이고, 상기 X는 H, F, Cl, Br, I, NH2, 및 OH 중에서 선택되는 하나일 수 있다. In Formula 2-1 to 2-17, n is 1 to 20, and X may be one selected from H, F, Cl, Br, I, NH 2 , and OH.

또한 상기 R은 Also,

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로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. 상기
Figure pat00101
에서 n은 1 내지 20 사이일 수 있다.
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≪ / RTI > remind
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N may be between 1 and 20.

이렇게 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 미세 공간 내부에 배향막을 형성하지 않고 돌기를 형성하고, 돌기로 액정 분자의 수직 배향을 유도하였다. 따라서 기존에 미세 공간 내부에 배향막을 도포하기 어려웠던 공정상의 문제점 및 저점도 배향막 적용으로 인해 수직 배향력이 충분히 확보되지 않았던 문제점을 해결하였다. 또한 배향막 도포 공정 및 소성 공정을 생략할 수 있어 공정을 축소하고 재료비를 절감할 수 있다.Thus, the liquid crystal display according to an embodiment of the present invention forms a projection without forming an alignment film in the microspace, and induces the vertical alignment of the liquid crystal molecules by the projection. Therefore, a problem in the conventional process that it was difficult to apply the alignment film in the microspace and a problem that the vertical alignment force was not sufficiently secured due to the application of the low viscosity alignment film is solved. In addition, since the alignment film coating step and the baking step can be omitted, the process can be reduced and the material cost can be reduced.

그러면 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 공정 단면도이다. Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described. 4 to 9 are process cross-sectional views of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참고하면 기판(110) 위에 일반적으로 알려진 스위칭 소자를 형성하기 위해 가로 방향으로 뻗어 있는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 게이트 절연막(140)을 형성하고, 게이트 절연막(140) 위에 반도체층(151, 154)을 형성하고, 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 형성한다. 이 때 소스 전극(173)과 연결된 데이터선(171)은 게이트선(121)과 교차하면서 세로 방향으로 뻗도록 형성할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 4, a gate insulating film 140 is formed on gate lines 121 and gate lines 121 extending in a lateral direction to form a switching device generally known on a substrate 110, The semiconductor layers 151 and 154 are formed on the semiconductor layer 140 and the source electrode 173 and the drain electrode 175 are formed. At this time, the data line 171 connected to the source electrode 173 can be formed to extend in the vertical direction while crossing the gate line 121.

소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 데이터선(171)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 층간 절연막(180a)을 형성한다.A first interlayer insulating film 180a is formed on the data conductors 171, 173, and 175 including the source electrode 173, the drain electrode 175, and the data line 171, and the exposed semiconductor layer 154 .

제1 층간 절연막(180a) 위에 화소 영역에 대응하는 위치에 색필터(230)를 형성하고, 색필터(230) 사이에 차광부재(220a, 220b)를 형성한다.A color filter 230 is formed on the first interlayer insulating film 180a at a position corresponding to the pixel region and light shielding members 220a and 220b are formed between the color filters 230. [

색필터(230) 및 차광 부재(220a, 220b) 위에 이를 덮는 제2 층간 절연막(180b)을 형성하고, 제2 층간 절연막(180b)은 화소 전극(191)과 드레인 전극(175)을 전기적, 물리적으로 연결하는 접촉 구멍(185)을 갖도록 형성한다. A second interlayer insulating film 180b is formed on the color filter 230 and the light shielding members 220a and 220b to cover the pixel electrode 191 and the drain electrode 175 electrically and physically A contact hole 185 is formed to connect the contact hole 185 to the contact hole 185.

이후, 제2 층간 절연막(180b) 위에 화소 전극(191)을 형성한다.Thereafter, the pixel electrode 191 is formed on the second interlayer insulating film 180b.

도 5를 참고하면 화소 전극(191) 위에 희생층(300)을 형성한다. 이어 희생층(300) 위에 공통 전극(270), 하부 절연층(350) 및 루프층(360)을 차례로 형성한다. 루프층(360)은 노광 및 현상 공정에 의해 세로 방향으로 이웃하는 화소 영역 사이에 위치하는 가로 차광 부재(220a)와 대응하는 영역에서 제거될 수 있다. Referring to FIG. 5, a sacrifice layer 300 is formed on the pixel electrode 191. A common electrode 270, a lower insulating layer 350, and a loop layer 360 are sequentially formed on the sacrificial layer 300. The loop layer 360 can be removed in the regions corresponding to the lateral light shielding members 220a located between the adjacent pixel regions in the longitudinal direction by the exposure and development processes.

다음 루프층(360)과 노출된 하부 절연층(350) 위를 덮도록 상부 절연층(370)을 형성한다. An upper insulating layer 370 is formed to cover the next loop layer 360 and the exposed lower insulating layer 350.

도 6을 참고하면, 상부 절연층(370), 하부 절연층(350) 및 공통 전극(270)을 건식 식각하여 상부 절연층(370), 하부 절연층(350) 및 공통 전극(270)이 부분적으로 제거됨으로써 트렌치(307FP)을 형성한다.6, the upper insulating layer 370, the lower insulating layer 350 and the common electrode 270 are dry-etched so that the upper insulating layer 370, the lower insulating layer 350, and the common electrode 270 are partially Thereby forming the trench 307FP.

이 때, 상부 절연층(370)이 루프층(360)의 측면을 덮는 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 루프층(360)의 측면을 덮고 있던 상부 절연층(370)이 제거되어 루프층(360)의 측면이 외부로 노출되도록 할 수도 있다.At this time, the upper insulating layer 370 may have a structure that covers the side surface of the loop layer 360. However, the present invention is not limited thereto, and the upper insulating layer 370 covering the side surface of the loop layer 360 may be removed, So that the side surface of the body 360 can be exposed to the outside.

도 7을 참고로 하면 트렌치(307FP)을 통해 희생층(300)을 산소(O2) 애싱(Ashing) 처리 또는 습식 식각법 등으로 제거한다. 이 때, 입구부(307)를 갖는 미세 공간(305)이 형성된다. 미세 공간(305)은 희생층(300)이 제거되어 빈 공간 상태이다.Referring to FIG. 7, the sacrificial layer 300 is removed through an oxygen (O.sub.2) ashing process or a wet etching process through a trench 307FP. At this time, a fine space 305 having an inlet portion 307 is formed. The fine space 305 is a vacant space state after the sacrifice layer 300 is removed.

다음, 도 8을 참고로 하면 입구부(307)를 통해 액정 분자(310)와 반응성 메소겐(51)이 혼합된 액정 물질을 주입한다. 이때 반응성 메소겐 (51)의 함량은 전체 액정 혼합 용매에 대하여 2000 ppm 내지 10000 ppm의 농도로 포함될 수 있다. Next, referring to FIG. 8, a liquid crystal material mixed with the liquid crystal molecules 310 and the reactive mesogens 51 is injected through the inlet 307. Here, the content of the reactive mesogen (51) may be included at a concentration of 2000 ppm to 10000 ppm with respect to the entire liquid crystal mixed solvent.

이때 포함되는 반응성 메소겐은 하기와 같다. 즉, 반응성 메소겐은 하기 화학식 1-1 내지 1-14로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.Here, the reactive mesogens contained are as follows. That is, the reactive mesogen may be at least one selected from the group consisting of the following formulas (1-1) to (1-14).

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상기 화학식 1-1 내지 1-14에서 상기 n은 1 내지 20 이고, 상기 X는 H, CH3, (CH2)nCH3, F, Br, I, OH, C3H7, NH2, CN로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.Wherein n is 1 to 20 and X is H, CH 3 , (CH 2 ) n CH 3 , F, Br, I, OH, C 3 H 7 , NH 2 , CN, < / RTI >

또한 상기 R은 Also,

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로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. 상기
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에서 n은 1 내지 20 사이일 수 있다.
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≪ / RTI > remind
Figure pat00117
N may be between 1 and 20.

또한 반응성 메소겐은 하기 화학식 2-1 내지 2-17으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. The reactive mesogen may be at least one selected from the group consisting of the following formulas (2-1) to (2-17).

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상기 화학식 2-1 내지 2-17에서, 상기 n은 1 내지 20이고, 상기 X는 H, F, Cl, Br, I, NH2, OH로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다.In Formula 2-1 to 2-17, n is 1 to 20, and X may be one selected from the group consisting of H, F, Cl, Br, I, NH 2 , and OH.

또한 상기 R은 Also,

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로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. 상기
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에서 n은 1 내지 20 사이일 수 있다.
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≪ / RTI > remind
Figure pat00136
N may be between 1 and 20.

이때, 화소 전극(191) 위에는 배향막 등이 형성되어 있지 않으며 상기 액정 분자(310)와 반응성 메소겐(51)이 혼합된 액정 물질은 상기 화소 전극(191)의 표면이 노출된 상태에서 주입된다.
At this time, an alignment film or the like is not formed on the pixel electrode 191, and a liquid crystal material in which the liquid crystal molecules 310 and the reactive mesogens 51 are mixed is injected while the surface of the pixel electrode 191 is exposed.

이후 도 9와 같이 상부 절연층(370) 위에 입구부(307) 및 트렌치를 덮도록 캐핑층(390)을 형성한다. Then, as shown in FIG. 9, an cap 307 is formed on the upper insulating layer 370 and a capping layer 390 is formed to cover the trench.

다음, UV를 조사하여 반응성 메소겐을 중합시키면, 액정 분자(310)와 반응성 메소겐(51) 혼합 용매로부터 반응성 메소겐(51)이 중합, 분리되어 화소 전극(191)과 공통 전극(270)에 인접한 영역에 돌기가 형성되고, 최종적으로 도 2와 같은 구조의 표시 장치가 완성되게 된다. The reactive mesogen 51 is polymerized and separated from the mixed solvent of the liquid crystal molecules 310 and the reactive mesogen 51 to form the pixel electrode 191 and the common electrode 270, And the display device having the structure as shown in Fig. 2 is finally completed.

이렇게 UV를 조사하여 돌기를 형성하는 공정에 대하여 도 10을 참고로 하여 보다 자세히 설명한다.The process of forming projections by irradiating UV rays will be described in more detail with reference to FIG.

도 10은 UV를 조사하여 돌기를 형성하는 공정을 간략하게 나타낸 것이다. 10 is a simplified view of a process of forming projections by irradiating UV.

도 10(A)는 미세 공간에 액정 분자와 반응성 메소겐이 혼합 주입되어 있는 표시 장치를 도시한 것이다. 도 10의 (A)는 액정과 반응성 메소겐이 혼합되어 존재하는 상태로 수평배향 상태이다.10 (A) shows a display device in which liquid crystal molecules and reactive mesogens are mixedly injected into a fine space. 10 (A) shows a horizontally aligned state in a state where a liquid crystal and a reactive mesogen are present in a mixed state.

여기에 도 10의 (B)와 같이 무전계 UV 공정을 통해 반응성 메소겐을 액정 분자로부터 분리, 중합시켜 돌기를 형성한다. 이때 돌기의 형성을 통해 액정 분자는 수직배향된다.As shown in FIG. 10 (B), the reactive mesogen is separated and polymerized from the liquid crystal molecules through an electroless UV process to form projections. At this time, the liquid crystal molecules are vertically aligned through the formation of the projections.

이때 액정 혼합 용매에 포함되어 있던 반응성 메소겐 모두가 반응하는 것은 아니며, 일부는 미반응 상태로 존재하게 된다. At this time, not all of the reactive mesogens contained in the liquid crystal mixed solvent react, and some of them are in an unreacted state.

다음, 도 10의 (C)와 같이 전계 상태에서 UV를 조사하면 미반응 반응성 메소겐이 반응하면서 88.6 도 내지 90도 사이의 선경사각(pretilt)이 형성된다. Next, as shown in FIG. 10 (C), when UV is irradiated in an electric field state, a pretilt between 88.6 degrees and 90 degrees is formed while the unreacted reactive mesogens react.

다음, 도 10의 (D)와 같이 형광 UV 공정을 통해 미반응 반응성 메소겐을 제거한다. 이러한 형광 UV를 통해 액정 내에 존재하는 잔여 반응성 메소겐이 제거되며, 최종적으로 액정층 내에 잔존하는 잔여 반응성 메소겐의 함량은 150 ppm 미만으로 유지되게 된다. Next, unreacted reactive mesogens are removed through a fluorescent UV process as shown in Fig. 10 (D). The remaining reactive mesogens present in the liquid crystal are removed through the fluorescent UV, and the residual reactive mesogen remaining in the liquid crystal layer is finally maintained at less than 150 ppm.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 그 제조 방법은 상기와 같이 액정과 반응성 메소겐의 혼합 용매를 미세 공간 내부에 주입하고, UV 조사를 통해 돌기를 형성함으로써 기존의 배향막 형성 공정을 대체하였다.That is, in the display device and the method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention, a mixed solvent of a liquid crystal and a reactive mesogen is injected into a minute space and a projection is formed through UV irradiation to form a conventional alignment film forming process .

따라서 기존에 미세 공간 내부에 배향막을 도포하기 어려웠던 공정상의 문제점 및 저점도 배향막 적용으로 인해 수직 배향력이 충분히 확보되지 않았던 문제점을 해결하였다. 또한 배향막 도포 공정 및 소성 공정을 생략할 수 있어 공정을 축소하고 재료비를 절감할 수 있다.Therefore, a problem in the conventional process that it was difficult to apply the alignment film in the microspace and a problem that the vertical alignment force was not sufficiently secured due to the application of the low viscosity alignment film is solved. In addition, since the alignment film coating step and the baking step can be omitted, the process can be reduced and the material cost can be reduced.

도 11은 앞서 설명한 표시 장치의 제조 방법으로 제조된 표시 장치의 이미지이다. 이때 돌기의 제조에 사용한 반응성 메소겐은 하기와 같다.11 is an image of a display device manufactured by the above-described method for manufacturing a display device. The reactive mesogens used for the production of the protrusions are as follows.

Figure pat00137
Figure pat00137

도 11의 (a)는 액정과 반응성 메소겐의 혼합 용매가 미세 공간 내에 주입된 후 UV가 가해지기 전의 상태로, 도 10의 (a)와 대응한다. 이 상태에서는 표시 장치의 액정은 수평상태로 배향되어 있으며, 블랙 또는 화이트를 나타내지 않는다. Fig. 11 (a) corresponds to Fig. 10 (a) in a state before a mixed solvent of a liquid crystal and a reactive mesogen is injected into a microspace and then UV is applied. In this state, the liquid crystal of the display device is oriented in a horizontal state and does not show black or white.

도 11의 (b)는 액정과 반응성 메소겐의 혼합 용매가 주입된 액정 표시 장치에 UV를 조사하여 돌기를 형성한 후의 이미지로, 도 10의 (b)와 대응한다. 돌기 형성으로 인해 액정이 수직 배향되어, 전계가 공급되지 않은 상태에서 블랙을 나타낸다.Fig. 11 (b) is an image after the projection is formed by irradiating UV light to the liquid crystal display device into which the mixed solvent of the liquid crystal and the reactive mesogen is injected, which corresponds to Fig. 10 (b). The liquid crystal is vertically aligned due to the projection, and black is displayed in a state in which no electric field is supplied.

다음 도 11의 (c)는 실제로 표시 장치에 전압을 공급하여 구동한 이미지이다. 도 11(c)에 나타난 바와 같이, 배향막 없이 돌기만 형성한 경우에도 표시 장치가 정상적으로 구동함을 확인할 수 있었다.11 (c) is an image which is actually driven by supplying a voltage to the display device. As shown in Fig. 11 (c), it was confirmed that the display device normally operates even when only the projections are formed without the alignment film.

도 12는 배향막 없이 돌기의 표면 이미지이다. 도 12에 도시된 바와 같이 형성된 돌기로 인해 액정층에 수직 배향력이 부여된다. 12 is an image of the surface of the projection without an alignment film. A vertical alignment force is given to the liquid crystal layer due to the protrusion formed as shown in Fig.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

110: 기판 121: 게이트선
131: 유지 전극선 140: 게이트 절연막
151: 반도체층 171: 데이터선
191: 화소 전극 220a, 220b: 차광 부재
230: 색필터 270: 공통 전극
310: 액정 분자 51: 반응성 메소겐
50: 돌기110: substrate 121: gate line
131: sustain electrode line 140: gate insulating film
151: semiconductor layer 171: data line
191: pixel electrodes 220a and 220b:
230: color filter 270: common electrode
310: liquid crystal molecule 51: reactive mesogen
50: projection

Claims (20)

기판;
상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 화소 전극;
상기 화소 전극과 마주보는 루프층 그리고
상기 화소 전극과 상기 루프층 사이에 액정 분자 및 반응성 메소겐을 포함하는 복수의 미세 공간으로 형성된 액정층을 포함하고,
상기 화소 전극에 인접한 상기 미세 공간 영역에 형성된 돌기(bump)에 의해 상기 액정 분자가 선경사각을 갖는 액정 표시 장치. Board;
A thin film transistor positioned on the substrate;
A pixel electrode disposed on the thin film transistor;
A loop layer facing the pixel electrode,
And a liquid crystal layer formed between the pixel electrode and the loop layer, the liquid crystal layer including a plurality of fine spaces including liquid crystal molecules and a reactive mesogen,
Wherein the liquid crystal molecules have a pretilt angle by a bump formed in the fine space region adjacent to the pixel electrode. 제1항에서,
상기 돌기는 상기 액정층에 포함된 반응성 메소겐이 중합되어 형성된 배향 중합체를 포함하는 액정 표시 장치.The method of claim 1,
Wherein the protrusions comprise an orientation polymer formed by polymerization of a reactive mesogen contained in the liquid crystal layer. 제2항에서,
상기 미세 공간과 상기 루프층 사이에 위치하는 공통 전극을 더 포함하고,
상기 미세 공간 내에서 서로 마주보는 상기 화소 전극의 윗면 및 상기 공통 전극의 아랫면에 상기 돌기가 위치하는 액정 표시 장치.3. The method of claim 2,
And a common electrode disposed between the micro space and the loop layer,
And the projections are located on the upper surface of the pixel electrode facing each other in the microspace and the lower surface of the common electrode. 제3항에서,
상기 공통 전극과 상기 루프층 사이에 위치하는 하부 절연층을 더 포함하는 액정 표시 장치. 4. The method of claim 3,
And a lower insulating layer disposed between the common electrode and the loop layer. 제1항에서,
상기 돌기는 하기 화학식 1-1 내지 1-14로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물이 UV에 의해 중합된 중합체를 포함하는 액정 표시 장치:
Figure pat00138

Figure pat00139

Figure pat00140

Figure pat00141

Figure pat00142

Figure pat00143

Figure pat00144

Figure pat00145
Figure pat00146

Figure pat00147

Figure pat00148

Figure pat00149

Figure pat00150

Figure pat00151


상기 화학식 1-1 내지 1-14에서,
상기 n은 1 내지 20 이고,
상기 X는 H, CH3, (CH2)nCH3, F, Br, I, OH, C3H7, NH2, CN로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 R은
Figure pat00152
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. The method of claim 1,
Wherein the projections comprise a polymer obtained by polymerizing UV by at least one compound selected from the group consisting of the following Formulas 1-1 to 1-14:
Figure pat00138

Figure pat00139

Figure pat00140

Figure pat00141

Figure pat00142

Figure pat00143

Figure pat00144

Figure pat00145
Figure pat00146

Figure pat00147

Figure pat00148

Figure pat00149

Figure pat00150

Figure pat00151


In the above Formulas 1-1 to 1-14,
Wherein n is from 1 to 20,
Wherein X is one selected from the group consisting of H, CH 3 , (CH 2 ) n CH 3 , F, Br, I, OH, C 3 H 7 , NH 2 ,
Wherein R is
Figure pat00152
≪ / RTI > 제1항에서,
상기 돌기는 하기 화학식 2-1 내지 2-17으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물이 UV에 의해 중합된 중합체를 포함하는 액정 표시 장치:

Figure pat00153

Figure pat00154

Figure pat00155
Figure pat00156

Figure pat00157
Figure pat00158

Figure pat00159
Figure pat00160

Figure pat00161
Figure pat00162

Figure pat00163
Figure pat00164

Figure pat00165
Figure pat00166

Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169

상기 화학식 2-1 내지 2-17에서,
상기 n은 1 내지 20이고,
상기 X는 H, F, Cl, Br, I, NH2, OH로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 R은
Figure pat00170
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. The method of claim 1,
Wherein the projections comprise a polymer obtained by polymerizing UV by at least one compound selected from the group consisting of the following formulas (2-1) to (2-17):

Figure pat00153

Figure pat00154

Figure pat00155
Figure pat00156

Figure pat00157
Figure pat00158

Figure pat00159
Figure pat00160

Figure pat00161
Figure pat00162

Figure pat00163
Figure pat00164

Figure pat00165
Figure pat00166

Figure pat00167
Figure pat00168
Figure pat00169

In the above Formulas 2-1 to 2-17,
Wherein n is from 1 to 20,
X is one selected from the group consisting of H, F, Cl, Br, I, NH 2 , and OH,
Wherein R is
Figure pat00170
≪ / RTI > 제1항에서,
상기 액정층 내의 반응성 메소겐 함량은 150 ppm 미만인 액정 표시 장치. The method of claim 1,
Wherein a reactive mesogen content in the liquid crystal layer is less than 150 ppm. 제1항에서,
상기 미세 공간 안에 배향막이 존재하지 않는 액정 표시 장치. The method of claim 1,
Wherein no alignment film is present in the micro-space. 제1항에서,
상기 액정층은 1도 내지 2도의 선경사가 형성되어 있는 액정 표시 장치. The method of claim 1,
Wherein the liquid crystal layer is formed with a pre-alignment yarn of 1 degree to 2 degrees. 제1항에서,
상기 루프층 위에 위치하는 캐핑층을 더 포함하고, 상기 복수의 미세 공간 사이에 트렌치가 형성되어 있고, 상기 캐핑층은 상기 트렌치를 덮는 액정 표시 장치.The method of claim 1,
And a capping layer disposed on the loop layer, wherein a trench is formed between the plurality of micro-spaces, and the capping layer covers the trench. 제1항에서,
상기 돌기는 상기 화소 전극 표면 바로 위에 위치하는 액정 표시 장치.The method of claim 1,
And the protrusion is positioned directly above the pixel electrode surface. 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계,
상기 박막 트랜지스터와 연결되도록 화소 전극을 형성하는 단계,
상기 화소 전극 위에 희생층을 형성하는 단계,
상기 희생층 위에 루프층을 형성하는 단계,
상기 희생층을 제거하여 복수의 미세 공간(Microcavity)을 형성하는 단계,
상기 미세 공간에 액정 분자와 반응성 메소겐의 혼합물을 주입하는 단계,
상기 액정 분자와 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 상기 화소 전극에 인접한 상기 미세 공간 영역에 돌기를 형성하는 단계를 포함하고,
상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물을 주입하는 단계는 상기 미세 공간과 마주보는 상기 화소 전극의 표면이 노출된 상태에서 수행하는 액정 표시 장치의 제조 방법.Forming a thin film transistor on the substrate,
Forming a pixel electrode to be connected to the thin film transistor,
Forming a sacrificial layer on the pixel electrode,
Forming a loop layer over the sacrificial layer,
Removing the sacrificial layer to form a plurality of microcavities,
Injecting a mixture of liquid crystal molecules and reactive mesogens into the microspace,
And irradiating a mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen with ultraviolet light to form protrusions in the micro-space region adjacent to the pixel electrodes,
Wherein the step of injecting the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen is performed while the surface of the pixel electrode facing the micro space is exposed. 제12항에서,
상기 액정과 반응성 메소겐의 혼합물에서 반응성 메소겐의 함량은 2000 ppm 내지 10000 ppm 사이인 액정 표시 장치의 제조 방법. The method of claim 12,
Wherein the content of the reactive mesogen in the mixture of the liquid crystal and the reactive mesogen is between 2000 ppm and 10000 ppm. 제12항에서,
상기 반응성 메소겐은 화학식 1-1 내지 1-14로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

Figure pat00171

Figure pat00172

Figure pat00173

Figure pat00174

Figure pat00175

Figure pat00176

Figure pat00177

Figure pat00178
Figure pat00179

Figure pat00180

Figure pat00181

Figure pat00182

Figure pat00183

Figure pat00184

상기 화학식 1-1 내지 1-14에서,
상기 n은 1 내지 20 이고,
상기 X는 H, CH3, (CH2)nCH3, F, Br, I, OH, C3H7, NH2, CN로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 R은
Figure pat00185
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. The method of claim 12,
Wherein the reactive mesogen comprises at least one of the compounds represented by Formulas 1-1 to 1-14.

Figure pat00171

Figure pat00172

Figure pat00173

Figure pat00174

Figure pat00175

Figure pat00176

Figure pat00177

Figure pat00178
Figure pat00179

Figure pat00180

Figure pat00181

Figure pat00182

Figure pat00183

Figure pat00184

In the above Formulas 1-1 to 1-14,
Wherein n is from 1 to 20,
Wherein X is one selected from the group consisting of H, CH 3 , (CH 2 ) n CH 3 , F, Br, I, OH, C 3 H 7 , NH 2 ,
Wherein R is
Figure pat00185
≪ / RTI > 제12항에서,
상기 반응성 메소겐은 하기 화학식 2-1 내지 2-17로 표현되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법:

Figure pat00186

Figure pat00187

Figure pat00188
Figure pat00189

Figure pat00190
Figure pat00191

Figure pat00192
Figure pat00193

Figure pat00194
Figure pat00195

Figure pat00196
Figure pat00197

Figure pat00198
Figure pat00199

Figure pat00200
Figure pat00201
Figure pat00202

상기 화학식 2-1 내지 2-17에서,
상기 n은 1 내지 20이고,
상기 X는 H, F, Cl, Br, I, NH2, OH로 이루어진 군에서 선택되는 하나이고,
상기 R은
Figure pat00203
로 이루어진 군에서 선택되는 하나일 수 있다. The method of claim 12,
Wherein the reactive mesogen comprises at least one of compounds represented by the following Formulas (2-1) to (2-17): < EMI ID =

Figure pat00186

Figure pat00187

Figure pat00188
Figure pat00189

Figure pat00190
Figure pat00191

Figure pat00192
Figure pat00193

Figure pat00194
Figure pat00195

Figure pat00196
Figure pat00197

Figure pat00198
Figure pat00199

Figure pat00200
Figure pat00201
Figure pat00202

In the above Formulas 2-1 to 2-17,
Wherein n is from 1 to 20,
X is one selected from the group consisting of H, F, Cl, Br, I, NH 2 , and OH,
Wherein R is
Figure pat00203
≪ / RTI > 제12항에서,
상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 상기 돌기를 형성하는 단계는,
무전계 상태에서 1차로 자외선을 조사하는 단계, 및
전계 상태에서 2차로 자외선을 조사하여 선경사를 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.The method of claim 12,
And irradiating ultraviolet rays to the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen to form the protrusions,
Irradiating the ultraviolet light primarily in the electroless state, and
And forming a line gradient by irradiating ultraviolet rays in a second order in an electric field state. 제16항에서,
상기 전계 상태에서 2차로 자외선을 조사하여 선경사를 형성하는 단계 이후,
형광 UV를 조사하여 상기 미세 공간에 남아 있는 미반응 반응성 메소겐를 제거하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법. 17. The method of claim 16,
After the step of irradiating the ultraviolet rays in the electric field state to form the line inclination,
Further comprising the step of irradiating fluorescent UV to remove unreacted reactive mesogens remaining in the microspace. 제16항에서,
상기 전계 상태에서 2차로 자외선을 조사하여 선경사를 형성하는 단계 이후 형성되는 선경사는 1도 내지 2도인 액정 표시 장치의 제조 방법. 17. The method of claim 16,
Wherein the step of forming the line inclination by irradiating the ultraviolet rays in the second electric field in the electric field state is 1 degree to 2 degrees. 제17항에서,
상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 돌기를 형성하는 단계 이후 액정층 내의 잔여 반응성 메소겐의 함량은 150 ppm 미만인 액정 표시 장치의 제조 방법. The method of claim 17,
Wherein the residual reactive mesogen in the liquid crystal layer is less than 150 ppm after the step of irradiating ultraviolet light to the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen to form the protrusions. 제12항에서,
상기 미세 공간에 상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물을 주입하는 단계와
상기 액정 분자와 상기 반응성 메소겐의 혼합물에 자외선을 조사하여 돌기를 형성하는 단계 사이에,
상기 루프층 위에 캐핑층을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.The method of claim 12,
Injecting a mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen into the microspace;
And irradiating ultraviolet light to the mixture of the liquid crystal molecules and the reactive mesogen to form protrusions,
And forming a capping layer on the loop layer.
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